本发明属于岩土检测设备技术领域，具体涉及一种岩土承载力测试装置。
背景技术：
岩土工程中地基岩土层的合理使用与建造离不开地基岩土层的试验检测。地基岩土层的试验检测分为现场试验检测和室内试验检测两种。现场试验检测，在现场直接测定天然状态岩土层的力学性能，确定其力学参数，现场检测基本测试方法是载荷试验，模拟建筑物地基的受力状态，测试结果比较直观，但是测试方法比较费时费力，只能选作一些代表性地层。室内试验检测，根据试验检测的项目将样品经过加工成型，模拟和行之有效的手段进行物理、力学性能检测，测试结果相对较为准确，不足的方面是室内试验检测不如现场试验检测直观。
岩土的承载力、抗剪强度、抗拉强度、抗冲击强度等都是岩土的重要性能指标，但是现有的测试装置通常只能测试岩土的单一性能，测试岩土不同性能时需在不同设备上进行操作试验，操作麻烦，而且设备的购置费用也较高，增大了对成本的投入。
技术实现要素：
本发明意在提供一种岩土承载力测试装置，以解决现有的测试装置只能测试岩土的单一性能的问题。
为了达到上述目的，本发明的方案为：一种岩土承载力测试装置，包括机架、固定筒、推力筒、动力机构、附件组和截面呈c形的连通筒，连通筒内填充有传动介质；固定筒内滑动连接有活塞，动力机构用于驱动活塞移动；连通筒的两侧内均滑动连接有柱塞，柱塞上开有螺纹槽；固定筒和推力筒均与连通筒连通，固定筒和推力筒位于两个柱塞之间；推力筒内滑动连接有能伸入两个柱塞之间的压柱，压柱远离推力筒的一侧上开有固定槽；推力筒上设有第一阀门，连通筒的两侧均设有第二阀门；附件组包括承载力试件、冲击试验件、两个承载力试验件和两个抗拉强度试验件，承载力试验件和抗拉强度试验件均包括固定板和能螺纹连接在螺纹槽中的螺柱，螺柱转动连接在固定板；抗拉强度试验件还包括固定在固定板上的条形凸起；冲击试验件包括卡合在固定槽中的顶柱和固定在顶柱上的压头。
本方案的工作原理及有益效果在于：
需要测试岩土的承载力时，先通过螺柱将两个承载力试验件分别安装在两个柱塞的螺纹槽上，将承载力试件放置在下方的固定板上。关闭第一阀门，打开第二阀门，通过动力机构驱动活塞向连通筒一侧移动，活塞挤压传动介质，在传动介质的作用力下，两个柱塞上的固定板逐渐靠近，两个固定板将承载力试件夹紧并逐渐施加作用力，当承载力试件受力达到一定程度时承载力试件碎裂，基于承载力试件可测试判断岩土的承载力。而需要测试岩土的抗拉强度时，将两个抗拉强度试验件分别安装在两个柱塞上，确保两个抗拉强度试验件上的条形凸起正对。将承载力试件放置在两个抗拉强度试验件之间，调整承载力试件的位置，操作动力机构驱使两个柱塞逐渐靠近，使得两个条形凸起分别与承载力试件上下表面接触，条形凸起位于承载力试件的中间位置。继续操作动力机构驱使两个柱塞逐渐靠近，两个抗拉强度试验件对承载力试件施加作用力，当承载力试件受力达到一定程度时承载力试件开裂，基于承载力试件可测试判断岩土的抗拉强度。需要测试岩土的抗冲击强度时，将两个承载力试验件分别安装在两个柱塞的螺纹槽上，将承载力试件放置在下方的固定板上，通过动力机构驱使两个柱塞上的固定板逐渐靠近，利用固定板夹紧承载力试件。将冲击试验件安装在压柱的固定槽中，关闭第二阀门，打开第一阀门，继续操作动力机构，驱使压柱向承载力试件一侧快速移动，压柱上的冲击试验件撞击在承载力试件上，当承载力试件受到足够大的冲击力时承载力试件碎裂，基于承载力试件可测试判断岩土的抗冲击强度。
在本装置中，通过将不同的附件与柱塞、压柱组合，可测试岩土的不同性能，适用范围大大扩大。测试岩土不同性能时均可在同一装置上操作，不需在多个设备上来回更换，操作更加简单。
可选地，条形凸起的截面呈半圆形。
可选地，固定槽的截面为矩形。将固定槽的截面设置为矩形，当顶柱卡合在固定槽上后，顶柱不能随意发生转动，能使顶柱保持相对稳定的状态。
可选地，还包括固定在机架上的限位部，限位部包括两个相对设置的限位板，柱塞能够伸入两个限位板之间；其中一块限位板上开有允许压柱穿过的通口；固定板能够滑动连接在两块限位板之间。设置两块限位板，两块限位板对固定板有限定、导向的作用，能有效避免固定板随意转动。
可选地，其中一块限位板上开有与通口相对的转动槽，转动槽上转动连接有转筒，转筒内开有截面为矩形的定位槽，转筒上设有齿轮；附件组还包括定位件、抗剪强度试件和两个抗剪强度试验件，抗剪强度试验件包括能够螺纹连接在螺纹槽中的连接柱、转动连接在连接柱上的连接板和固定在连接板上的齿条，齿条能与齿轮啮合；定位件的一侧上设有能够卡合在固定槽中的卡柱，另一侧上开有矩形槽；抗剪强度试件的两端设有截面的矩形的卡块，卡块能与定位槽、矩形槽配合。
需要测试岩土的抗剪强度时，使抗剪强度试件一侧的卡块伸入定位槽内，将转筒的一端放置在转动槽中。利用连接柱将两个抗剪强度试验件分别固定在不同的柱塞上，将定位件的卡柱卡合在固定槽中，调整好抗剪强度试验件以及定位件的位置。关闭第二阀门，打开第一阀门，通过动力机构驱动活塞向连通筒一侧移动，在传动介质的作用下此时压柱也向限位板一侧移动。当定位件伸入通口后，抗剪强度试件上的卡块逐渐伸向定位件上的固定槽中，当卡块与固定槽配合时，停止操作动力机构，然后关闭第一阀门，打开第二阀门。再次操作动力机构驱动活塞向连通筒一侧移动，驱使两个柱塞均向转筒一侧移动，柱塞上的抗剪强度试验件逐渐向转筒靠近，两个抗剪强度试验件上的齿条与分别与齿轮的两侧发生啮合，在两个齿条的作用下，转筒和转筒内的抗剪强度试件有转动的趋势，而定位件上的固定槽阻止抗剪强度试件转动，此时相当于转筒、定位件分别对抗剪强度试件的两端施加大小相同、方向不同的扭力，当抗剪强度试件受到一定大的扭力时抗剪强度试件发生破裂，基于抗剪强度试件可测试判断岩土的抗剪强度。
可选地，动力机构包括螺纹连接在固定筒上的推柱和用于驱动推柱转动的电机，电机滑动连接在机架上；推柱的一端卡合且转动连接在活塞内。需要使活塞沿固定筒的内部移动时，启动电机，使电机带动推柱往固定方向转动，由于推柱与固定筒螺纹连接，推柱转动的过程中也向固定筒的内部移动，推柱带动电机和活塞一同向固定筒内部一侧移动。需要改变活塞的运动方向时，改变电机的转动方向即可。
可选地，机架上开有条形限位槽，电机上设有滑动连接在条形限位槽内的滑块。在条形限位槽和滑块的共同作用下，电机能较好的滑动连接在机架上。
可选地，活塞上开有截面呈t形的环形槽，推柱上设有卡合在环形槽中并能沿环形槽转动的连接头。如此设置，推柱与活塞既能转动连接，活塞还能与推柱连接为一体，活塞能随推柱一同往复运动。
附图说明
图1为本发明一种岩土承载力测试装置主视方向的剖视图(测试岩土承载力)；
图2为本发明一种岩土承载力测试装置主视方向的剖视图(测试岩土抗拉强度)；
图3为本发明一种岩土承载力测试装置主视方向的剖视图(测试岩土抗剪强度)；
图4为本发明测试抗剪强度试件抗剪强度的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：机架10、条形限位槽11、电机12、滑块121、固定筒20、活塞21、推柱22、连接头221、连通筒30、第二阀门31、柱塞32、推力筒40、压柱41、第一阀门42、定位件43、转筒50、齿轮51、定位槽52、承载力试件60、抗剪强度试件61、固定板70、螺柱71、条形凸起72、连接柱73、连接板74、齿条75、限位板80、通口811。
本实施例基本如图1-图4所示：一种岩土承载力测试装置，包括机架10、限位部、固定筒20、推力筒40、动力机构、附件组和截面呈c形的连通筒30，连通筒30内填充有传动介质，传动介质为液压油。固定筒20、推力筒40和连通筒30均固定安装在机架10上，固定筒20内滑动且密封连接有活塞21，动力机构用于驱动活塞21移动。动力机构包括推柱22和用于驱动推柱22转动的电机12，推柱22的左侧伸入固定筒20内并与固定筒20螺纹连接，推柱22的右端与电机12的输出轴焊接。电机12滑动连接在机架10上具体的，机架10上开有条形限位槽11，电机12上固定有滑动连接在条形限位槽11内的滑块121。推柱22的左端卡合且转动连接在活塞21内，活塞21上开有截面呈t形的环形槽，推柱22上设有卡合在环形槽中并能沿环形槽转动的连接头221。
连通筒30的两侧内均滑动且密封连接有柱塞32，柱塞32远离连通筒30的一侧上开有螺纹槽。固定筒20和推力筒40均与连通筒30连通，固定筒20和推力筒40位于两个柱塞32之间。推力筒40内滑动且密封连接有能伸入两个柱塞32之间的压柱41，压柱41远离推力筒40的一侧上开有截面为矩形的固定槽。推力筒40上安装有第一阀门42，连通筒30的两侧均安装有第二阀门31。限位部包括两个相对设置的限位板80，限位板80均固定安装在机架10上，柱塞32能够伸入两个限位板80之间。右侧限位板80上开有允许压柱41穿过的通口811，左侧限位板80上开有与通口811相对的转动槽，转动槽的截面为圆形，转动槽上转动连接有转筒50，转筒50内开有截面为矩形的定位槽52，转筒50外表面上焊接有齿轮51。
附件组包括承载力试件60、抗剪强度试件61、冲击试验件、定位件43、两个抗剪强度试验件、两个承载力试验件和两个抗拉强度试验件。承载力试验件和抗拉强度试验件均包括固定板70和能螺纹连接在螺纹槽中的螺柱71，固定板70上开有卡槽，螺柱71的一端卡合在卡槽内并能沿卡槽转动；固定板70能够伸入两块限位板80之间并沿两块限位板80滑动。抗拉强度试验件还包括固定在固定板70上的条形凸起72，条形凸起72的截面呈半圆形，条形凸起72的平面与固定板70接触。冲击试验件包括顶柱和焊接在顶柱上的压头，顶柱可拆卸的连接在固定槽中。结合图4所示，抗剪强度试验件包括连接柱73、连接板74和焊接在连接板74上的齿条75，齿条75能与转筒50上的齿轮51啮合；连接柱73能够螺纹连接在螺纹槽中，连接柱73卡合在连接板74上并能在连接板74上转动。定位件43的一侧上设有能够卡合在固定槽中的卡柱，另一侧上开有截面为矩形的矩形槽，矩形槽与转筒50内的定位槽52截面的规格一致。
抗剪强度试件61为由岩土制成的试件，用于代表岩土测试岩土的抗剪强度，抗剪强度试件61的中部为圆柱体，抗剪强度试件61的两端一体成型有截面为矩形的卡块，卡块能与定位槽52、矩形槽配合。承载力试件60为由岩土制成的试件，用于代表岩土测试岩土的承载力、抗拉强度、抗冲击能力，承载力试件60为四棱柱。
需要测试岩土的承载力时，先通过螺柱71将两个承载力试验件分别安装在两个柱塞32的螺纹槽上，将承载力试件60放置在下方的固定板70上。关闭第一阀门42，打开第二阀门31，启动电机12，使电机12往固定方向转动，通过电机12驱使推柱22朝连通筒30一侧转动以及移动，使活塞21也向连通筒30一侧移动，活塞21挤压传动介质，在传动介质的作用力下，两个柱塞32上的固定板70逐渐靠近，两个固定板70将承载力试件60夹紧并逐渐施加作用力，当承载力试件60受力达到一定程度时承载力试件60碎裂，基于承载力试件60可测试判断岩土的承载力。
需要测试岩土的抗拉强度时，将两个抗拉强度试验件分别安装在两个柱塞32上，确保两个抗拉强度试验件上的条形凸起72正对。将承载力试件60放置在两个抗拉强度试验件之间，调整承载力试件60的位置，操作电机12，通过推柱22、活塞21等结构驱使两个柱塞32逐渐靠近，使得两个条形凸起72分别与承载力试件60上下表面接触，条形凸起72位于承载力试件60的中间位置。继续操作电机12驱使两个柱塞32逐渐靠近，两个抗拉强度试验件对承载力试件60施加作用力，当承载力试件60受力达到一定程度时承载力试件60开裂，基于承载力试件60可测试判断岩土的抗拉强度。
需要测试岩土的抗冲击强度时，将两个承载力试验件分别安装在两个柱塞32的螺纹槽上，将承载力试件60放置在下方的固定板70上，通过电机12驱使两个柱塞32上的固定板70逐渐靠近，利用固定板70夹紧承载力试件60。将冲击试验件安装在压柱41的固定槽中，关闭第二阀门31，打开第一阀门42，继续操作动力机构，驱使压柱41向承载力试件60一侧快速移动，压柱41上的冲击试验件撞击在承载力试件60上，当承载力试件60受到足够大的冲击力时承载力试件60碎裂，基于承载力试件60可测试判断岩土的抗冲击强度。
需要测试岩土的抗剪强度时，使抗剪强度试件61一侧的卡块伸入定位槽52内，将转筒50的一端放置在转动槽中。利用连接柱73将两个抗剪强度试验件分别固定在不同的柱塞32上，将定位件43的卡柱卡合在固定槽中，调整好抗剪强度试验件以及定位件43的位置。关闭第二阀门31，打开第一阀门42，通过电机12驱动活塞21向连通筒30一侧移动，在传动介质的作用下此时压柱41也向限位板80一侧移动。当定位件43伸入通口811后，抗剪强度试件61上的卡块逐渐伸向定位件43上的固定槽中，当卡块与固定槽配合时，停止操作动力机构，然后关闭第一阀门42，打开第二阀门31。再次操作电机12驱动活塞21向连通筒30一侧移动，驱使两个柱塞32均向转筒50一侧移动，柱塞32上的抗剪强度试验件逐渐向转筒50靠近，两个抗剪强度试验件上的齿条75与分别与齿轮51的两侧发生啮合，在两个齿条75的作用下，转筒50和转筒50内的抗剪强度试件61有转动的趋势，而定位件43上的固定槽阻止抗剪强度试件61转动，此时相当于转筒50、定位件43分别对抗剪强度试件61的两端施加大小相同、方向不同的扭力，当抗剪强度试件61受到一定大的扭力时抗剪强度试件61发生破裂，基于抗剪强度试件61可测试判断岩土的抗剪强度。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。
1.一种岩土承载力测试装置，其特征在于：包括机架、固定筒、推力筒、动力机构、附件组和截面呈c形的连通筒，连通筒内填充有传动介质；固定筒内滑动连接有活塞，动力机构用于驱动活塞移动；连通筒的两侧内均滑动连接有柱塞，柱塞上开有螺纹槽；固定筒和推力筒均与连通筒连通，固定筒和推力筒位于两个柱塞之间；推力筒内滑动连接有能伸入两个柱塞之间的压柱，压柱远离推力筒的一侧上开有固定槽；推力筒上设有第一阀门，连通筒的两侧均设有第二阀门；附件组包括承载力试件、冲击试验件、两个承载力试验件和两个抗拉强度试验件，承载力试验件和抗拉强度试验件均包括固定板和能螺纹连接在螺纹槽中的螺柱，螺柱转动连接在固定板；抗拉强度试验件还包括固定在固定板上的条形凸起；冲击试验件包括卡合在固定槽中的顶柱和固定在顶柱上的压头。
2.根据权利要求1所述的一种岩土承载力测试装置，其特征在于：条形凸起的截面呈半圆形。
3.根据权利要求2所述的一种岩土承载力测试装置，其特征在于：固定槽的截面为矩形。
4.根据权利要求3所述的一种岩土承载力测试装置，其特征在于：还包括固定在机架上的限位部，限位部包括两个相对设置的限位板，柱塞能够伸入两个限位板之间；其中一块限位板上开有允许压柱穿过的通口；固定板能够滑动连接在两块限位板之间。
5.根据权利要求4所述的一种岩土承载力测试装置，其特征在于：其中一块限位板上开有与通口相对的转动槽，转动槽上转动连接有转筒，转筒内开有截面为矩形的定位槽，转筒上设有齿轮；附件组还包括定位件、抗剪强度试件和两个抗剪强度试验件，抗剪强度试验件包括能够螺纹连接在螺纹槽中的连接柱、转动连接在连接柱上的连接板和固定在连接板上的齿条，齿条能与齿轮啮合；定位件的一侧上设有能够卡合在固定槽中的卡柱，另一侧上开有矩形槽；抗剪强度试件的两端设有截面的矩形的卡块，卡块能与定位槽、矩形槽配合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种岩土承载力测试装置，其特征在于：动力机构包括螺纹连接在固定筒上的推柱和用于驱动推柱转动的电机，电机滑动连接在机架上；推柱的一端卡合且转动连接在活塞内。
7.根据权利要求6所述的一种岩土承载力测试装置，其特征在于：机架上开有条形限位槽，电机上设有滑动连接在条形限位槽内的滑块。
8.根据权利要求7所述的一种岩土承载力测试装置，其特征在于：活塞上开有截面呈t形的环形槽，推柱上设有卡合在环形槽中并能沿环形槽转动的连接头。
技术总结